Exercicios Resistores Parte2 Gaba 313f4s

- ELETRODINÂMICA-

Resistores Parte 2 Terceirão 2016 Estudante _____________________________________Nº.____ Ano:______ Turma:_____ Ensino Médio Trimestre [2º] Componente Curricular: Física I

Data:___/___/___ Professor: Alexandre De Maria

1. (Imed 2016) O circuito elétrico representado abaixo é composto por fios e bateria ideais:

Com base nas informações, qual o valor da resistência R indicada? a) 5Ω. b) 6Ω. c) 7Ω. d) 8Ω. e) 9Ω. 2. (Fuvest 2016) O arranjo experimental representado na figura é formado por uma fonte de tensão F, um amperímetro A, um voltímetro V, três resistores, R1, R2 e R3 , de resistências iguais, e fios de ligação.

Quando o amperímetro mede uma corrente de 2 A, e o voltímetro, uma tensão de 6 V, a potência dissipada em R2 é igual a Note e adote: - A resistência interna do voltímetro é muito maior que a dos resistores (voltímetro ideal). - As resistências dos fios de ligação devem ser ignoradas. a) 4 W b) 6 W c) 12 W d) 18 W e) 24 W

3. (Espcex (Aman) 2016) No circuito elétrico desenhado abaixo, todos os resistores ôhmicos são iguais e têm resistência R  1,0 . Ele é alimentado por uma fonte ideal de tensão contínua de E  5,0 V. A diferença de potencial entre os pontos A e B é de:

a) 1,0 V b) 2,0 V c) 2,5 V d) 3,0 V e) 3,3 V 4. (Fac. Albert Einstein - Medicin 2016) Por decisão da Assembleia Geral da Unesco, realizada em dezembro de 2013, a luz e as tecnologias nela baseadas serão celebradas ao longo de 2015, que ará a ser referido simplesmente como Ano Internacional da Luz. O trabalho de Albert Einstein sobre o efeito fotoelétrico (1905) foi fundamental para a ciência e a tecnologia desenvolvidas a partir de 1950, incluindo a fotônica, tida como a tecnologia do século 21. Com o intuito de homenagear o célebre cientista, um eletricista elabora um inusitado aquecedor conforme mostra a figura abaixo. Esse aquecedor será submetido a uma tensão elétrica de 120V, entre seus terminais A e B, e será utilizado, totalmente imerso, para aquecer a água que enche completamente um aquário de dimensões 30 cm  50 cm  80 cm. Desprezando qualquer tipo de perda, supondo constante a potência do aquecedor e considerando que a distribuição de calor para a água se dê de maneira uniforme, determine após quantas horas de funcionamento, aproximadamente, ele será capaz de provocar uma variação de temperatura de 36F na água desse aquário.

Adote: Pressão atmosférica  1atm Densidade da água  1 g / cm3 Calor específico da água  1 cal  g1  C1

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1cal  4,2 J = resistor de 1  a) 1,88 b) 2,00 c) 2,33 d) 4,00 5. (Unicamp 2016) Muitos dispositivos de aquecimento usados em nosso cotidiano usam resistores elétricos como fonte de calor. Um exemplo é o chuveiro elétrico, em que é possível escolher entre diferentes opções de potência usadas no aquecimento da água, por exemplo, morno (M), quente (Q) e muito quente (MQ). Considere um chuveiro que usa a associação de três resistores, iguais entre si, para oferecer essas três opções de temperatura. A escolha é feita por uma chave que liga a rede elétrica entre o ponto indicado pela letra N e um outro ponto indicado por M, Q ou MQ, de acordo com a opção de temperatura desejada. O esquema que representa corretamente o circuito equivalente do chuveiro é a) b)

c)

d)

6. (Unisinos 2016)

Duas lâmpadas, L1 (40 W  110 V) e L 2 (100 W  110 V), são ligadas em paralelo, e a associação é ligada numa fonte de 110 V. Nessa situação, em L1, a corrente elétrica é __________; a diferença de potencial é __________, e a potência dissipada é

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__________ que em L2 . As lacunas são corretamente preenchidas, respectivamente, por a) menor; igual; maior. b) igual; menor; igual. c) maior; igual; maior. d) igual; maior; menor. e) menor; igual; menor. 7. (Unisc 2016) Analisando os circuitos abaixo podemos afirmar que os circuitos elétricos idênticos entre os contatos a e b são

a) (V), (II) e (IV). b) (IV), (I) e (III). c) (III), (V) e (II). d) (II), (IV) e (I). e) (I), (III) e (V).

8. (Acafe 2016) Um forno elétrico é construído de forma a aquecer um corpo colocado em seu centro de forma mais uniforme. É composto de 12 resistores iguais de 60Ω dispostos em forma de cubo, como na figura a seguir.

A intensidade de corrente elétrica, em amperes, que a pelo circuito quando aplicada uma DDP de 220V entre os pontos A e B é: a) 2,2

4

b) 18,33 c) 4,4 d) 12,0

9. (Pucrj 2015) No circuito abaixo, a corrente que a pelo trecho AB vale 1,0 A.

O valor da resistência R é, em ohms: a) 30 b) 10 c) 20 d) 12 e) 50 10. (Pucrs 2015) O circuito alimentado com uma diferença de potencial de 12 V, representado na figura a seguir, mostra quatro lâmpadas associadas, cada uma com a inscrição 12 V / 15 W.

Considerando essa associação entre as lâmpadas, é correto afirmar que a) a intensidade da corrente elétrica é diferente nas lâmpadas 1 e 2. b) a diferença de potencial é diferente nas lâmpadas 1 e 2. c) a intensidade de corrente elétrica na lâmpada 2 é maior do que na 3. d) cada uma das lâmpadas 1 e 2 está sujeita à diferença de potencial de 6,0 V. e) cada uma das lâmpadas 3 e 4 está sujeita à diferença de potencial de 12 V.

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11. (Unisc 2015) Qual desses circuitos elétricos consome a menor energia, sabendo que entre os pontos a e b de cada circuito é aplicada a mesma tensão e que todas as resistências são iguais?

a)

b)

c)

d)

e)

12. (Ufsm 2015) Em uma instalação elétrica doméstica, as tomadas são ligadas em __________________ para que a mesma _________________________ em todos os eletrodomésticos ligados a essa instalação. Assinale a alternativa que completa as lacunas, na ordem. a) paralelo ‒ tensão seja aplicada b) paralelo ‒ corrente circule c) paralelo ‒ potência atue d) série ‒ tensão seja aplicada e) série ‒ corrente circule 13. (Ufrgs 2014) Observe o segmento de circuito.

No circuito, VA  20 V e VB  10 V são os potenciais nas extremidades A e B; e R1  2 kΩ , R2  8 kΩ e R3  5 kΩ são os valores das resistências elétricas presentes. Nessa situação, os potenciais nos pontos a e b são, respectivamente, a) 24 V e 0 V. b) 16 V e 0 V. c) 4 V e 0 V.

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d) 4 V e 5 V. e) 24 V e 5 V. 14. (Ufrgs 2014) Considere o circuito formado por três lâmpadas idênticas ligadas em paralelo à bateria, conforme representa a figura (1).

Como a chave C foi aberta na figura (2), considere as afirmações abaixo sobre a figura (2), em comparação à situação descrita na figura (1). I. A potência fornecida pela bateria é a mesma. II. A diferença de potencial aplicada a cada lâmpada acesa é a mesma. III. As correntes elétricas que percorrem as lâmpadas acesas são menores. Quais estão corretas? a) Apenas II. b) Apenas III. c) Apenas I e II. d) Apenas I e III. e) I, II e III.

15. (Enem 2014) Um sistema de iluminação foi construído com um circuito de três lâmpadas iguais conectadas a um gerador (G) de tensão constante. Esse gerador possui uma chave que pode ser ligada nas posições A ou B.

Considerando o funcionamento do circuito dado, a lâmpada 1 brilhará mais quando a chave estiver na posição a) B, pois a corrente será maior nesse caso. b) B, pois a potência total será maior nesse caso.

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c) A, pois a resistência equivalente será menor nesse caso. d) B, pois o gerador fornecerá uma maior tensão nesse caso. e) A, pois a potência dissipada pelo gerador será menor nesse caso. 16. (Enem PPL 2014) Os manuais dos fornos micro-ondas desaconselham, sob pena de perda da garantia, que eles sejam ligados em paralelo juntamente a outros aparelhos eletrodomésticos por meio de tomadas múltiplas, popularmente conhecidas como “benjamins” ou “tês”, devido ao alto risco de incêndio e derretimento dessas tomadas, bem como daquelas dos próprios aparelhos. Os riscos citados são decorrentes da a) resistividade da conexão, que diminui devido à variação de temperatura do circuito. b) corrente elétrica superior ao máximo que a tomada múltipla pode ar. c) resistência elétrica elevada na conexão simultânea de aparelhos eletrodomésticos. d) tensão insuficiente para manter todos os aparelhos eletrodomésticos em funcionamento. e) intensidade do campo elétrico elevada, que causa o rompimento da rigidez dielétrica da tomada múltipla. 17. (Enem PPL 2013) Um grupo de amigos foi ar o fim de semana em um acampamento rural, onde não há eletricidade. Uma pessoa levou um gerador a diesel e outra levou duas lâmpadas, diferentes fios e bocais. Perto do anoitecer, iniciaram a instalação e verificaram que as lâmpadas eram de 60 W – 110 V e o gerador produzia uma tensão de 220 V. Para que as duas lâmpadas possam funcionar de acordo com suas especificações e o circuito tenha menor perda possível, a estrutura do circuito elétrico deverá ser de dois bocais ligados em a) série e usar fios de maior espessura. b) série e usar fios de máximo comprimento. c) paralelo e usar fios de menor espessura. d) paralelo e usar fios de maior espessura. e) paralelo e usar fios de máximo comprimento. 18. (Enem 2015) Um estudante, precisando instalar um computador, um monitor e uma lâmpada em seu quarto, verificou que precisaria fazer a instalação de duas tomadas e um interruptor na rede elétrica. Decidiu esboçar com antecedência o esquema elétrico. “O circuito deve ser tal que as tomadas e a lâmpada devem estar submetidas à tensão nominal da rede elétrica e a lâmpada deve poder ser ligada ou desligada por um interruptor sem afetar os outros dispositivos” — pensou. Símbolos adotados:

Qual dos circuitos esboçados atende às exigências?

a)

b)

c)

d)

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e) 19. (Enem PPL 2015) Um eletricista projeta um circuito com três lâmpadas incandescentes idênticas, conectadas conforme a figura. Deseja-se que uma delas fique sempre acesa, por isso é ligada diretamente aos polos da bateria, entre os quais se mantém uma tensão constante. As outras duas lâmpadas são conectadas em um fio separado que contém uma chave. Com a chave aberta (desligada), a bateria fornece uma potência X.

Assumindo que as lâmpadas obedeçam à Lei de Ohm, com a chave fechada, a potência fornecida pela bateria, em função de X, é: 2 a) X. 3 b) X. 3 c) X. 2 d) 2X. e) 3X.

20. (Enem PPL 2015) A rede elétrica de uma residência tem tensão de 110 V e o morador compra, por engano, uma lâmpada incandescente com potência nominal de 100 W e tensão nominal de 220 V. Se essa lâmpada for ligada na rede de 110 V, o que acontecerá? a) A lâmpada brilhará normalmente, mas como a tensão é a metade da prevista, a corrente elétrica será o dobro da normal, pois a potência elétrica é o produto de tensão pela corrente. b) A lâmpada não acenderá, pois ela é feita para trabalhar apenas com tensão de 220 V, e não funciona com tensão abaixo desta. c) A lâmpada irá acender dissipando uma potência de 50 W, pois como a tensão é metade da esperada, a potência também será reduzida à metade. d) A lâmpada irá brilhar fracamente, pois com a metade da tensão nominal, a corrente elétrica também será menor e a potência dissipada será menos da metade da nominal. e) A lâmpada queimará, pois como a tensão é menor do que a esperada, a corrente será maior, ultraando a corrente para a qual o filamento foi projetado. 21. (Enem PPL 2014) Recentemente foram obtidos os fios de cobre mais finos possíveis, contendo apenas um átomo de espessura, que podem, futuramente, ser utilizados em microprocessadores. O chamado nanofio, representado na figura, pode ser aproximado por um pequeno cilindro de comprimento 0,5nm (1nm  109 m). A seção reta de um átomo de cobre é 0,05nm2 e a resistividade do cobre é 17Ω  nm. Um engenheiro precisa estimar se seria possível introduzir esses nanofios nos microprocessadores atuais.

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Um nanofio utilizando as aproximações propostas possui resistência elétrica de a) 170nΩ. b) 0,17nΩ. c) 1,7nΩ. d) 17nΩ. e) 170Ω. 22. (Enem PPL 2014) Fusíveis são dispositivos de proteção de um circuito elétrico, sensíveis ao excesso de corrente elétrica. Os modelos mais simples consistem de um filamento metálico de baixo ponto de fusão, que se funde quando a corrente ultraa determinado valor, evitando que as demais partes do circuito sejam danificadas. A figura mostra um diagrama de um circuito em que o fusível F protege um resistor R de 12Ω, uma lâmpada L de 6 W e um alto-falante que conduz 1A.

Sabendo que esse fusível foi projetado para trabalhar com uma corrente até 20% maior que a corrente nominal que atravessa esse circuito, qual é o valor, em ampères, da corrente máxima que o fusível F permite ar? a) 1,0 b) 1,5 c) 2,0 d) 2,5 e) 3,0 23. (Enem 2013) O chuveiro elétrico é um dispositivo capaz de transformar energia elétrica em energia térmica, o que possibilita a elevação da temperatura da água. Um chuveiro projetado para funcionar em 110V pode ser adaptado para funcionar em 220V, de modo a manter inalterada sua potência. Uma das maneiras de fazer essa adaptação é trocar a resistência do chuveiro por outra, de mesmo material e com o(a) a) dobro do comprimento do fio. b) metade do comprimento do fio. c) metade da área da seção reta do fio. d) quádruplo da área da seção reta do fio. e) quarta parte da área da seção reta do fio. 24. (Enem 2013) Medir temperatura é fundamental em muitas aplicações, e apresentar a leitura em mostradores digitais é bastante prático. O seu funcionamento é baseado na correspondência entre valores de temperatura e de diferença de potencial elétrico. Por exemplo, podemos usar o circuito elétrico apresentado, no qual o elemento sensor de temperatura ocupa um dos braços do circuito (RS ) e a dependência da resistência com a temperatura é conhecida.

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Para um valor de temperatura em que RS  100Ω, a leitura apresentada pelo voltímetro será de a) +6,2V. b) +1,7V. c) +0,3V. d) –0,3V. e) –6,2V. 25. (Enem 2013) Um circuito em série é formado por uma pilha, uma lâmpada incandescente e uma chave interruptora. Ao se ligar a chave, a lâmpada acende quase instantaneamente, irradiando calor e luz. Popularmente, associa-se o fenômeno da irradiação de energia a um desgaste da corrente elétrica, ao atravessar o filamento da lâmpada, e à rapidez com que a lâmpada começa a brilhar. Essa explicação está em desacordo com o modelo clássico de corrente. De acordo com o modelo mencionado, o fato de a lâmpada acender quase instantaneamente está relacionado à rapidez com que a) o fluido elétrico se desloca no circuito. b) as cargas negativas móveis atravessam o circuito. c) a bateria libera cargas móveis para o filamento da lâmpada. d) o campo elétrico se estabelece em todos os pontos do circuito. e) as cargas positivas e negativas se chocam no filamento da lâmpada. 26. (Enem 2013) Um eletricista analisa o diagrama de uma instalação elétrica residencial para planejar medições de tensão e corrente em uma cozinha. Nesse ambiente existem uma geladeira (G), uma tomada (T) e uma lâmpada (L), conforme a figura. O eletricista deseja medir a tensão elétrica aplicada à geladeira, a corrente total e a corrente na lâmpada. Para isso, ele dispõe de um voltímetro (V) e dois amperímetros (A).

Para realizar essas medidas, o esquema da ligação desses instrumentos está representado em:

a)

b)

11

c)

d)

e) 27. (Enem PPL 2012) No manual de uma máquina de lavar, o usuário vê o símbolo:

Este símbolo orienta o consumidor sobre a necessidade de a máquina ser ligada a a) um fio terra para evitar sobrecarga elétrica. b) um fio neutro para evitar sobrecarga elétrica. c) um fio terra para aproveitar as cargas elétricas do solo. d) uma rede de coleta de água da chuva. e) uma rede de coleta de esgoto doméstico. 28. (Enem 2012) Para ligar ou desligar uma mesma lâmpada a partir de dois interruptores, conectam-se os interruptores para que a mudança de posição de um deles faça ligar ou desligar a lâmpada, não importando qual a posição do outro. Esta ligação é conhecida como interruptores paralelos. Este interruptor é uma chave de duas posições constituída por um polo e dois terminais, conforme mostrado nas figuras de um mesmo interruptor. Na Posição I a chave conecta o polo ao terminal superior, e na Posição II a chave o conecta ao terminal inferior.

O circuito que cumpre a finalidade de funcionamento descrita no texto é:

a)

b)

12

c)

d)

e)

29. (Enem PPL 2012) Um eletricista precisa medir a resistência elétrica de uma lâmpada. Ele dispõe de uma pilha, de uma lâmpada (L), de alguns fios e de dois aparelhos: um voltímetro (V), para medir a diferença de potencial entre dois pontos, e um amperímetro (A), para medir a corrente elétrica. O circuito elétrico montado pelo eletricista para medir essa resistência é

a)

b)

c)

d)

e) 30. (Enem 2011) Em um manual de um chuveiro elétrico são encontradas informações sobre algumas características técnicas, ilustradas no quadro, como a tensão de alimentação, a potência dissipada, o dimensionamento do disjuntor ou fusível, e a área da seção transversal dos condutores utilizados.

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CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS Especificação Modelo A 12 Tensão (V~) 7

B 22 0

0

0

Disjuntor ou fusível (Ampere)

24 40 44 00 55 00 50

25 40 44 00 60 00 30

Seção dos condutores (mm2 )

10

4

Potênc ia (Watt)

Seletor de Temperatura Multitemperaturas

Uma pessoa adquiriu um chuveiro do modelo A e, ao ler o manual, verificou que precisava ligá-lo a um disjuntor de 50 amperes. No entanto, intrigou-se com o fato de que o disjuntor a ser utilizado para uma correta instalação de um chuveiro do modelo B devia possuir amperagem 40% menor. Considerando-se os chuveiros de modelos A e B, funcionando à mesma potência de 4 400 W, a razão entre as suas respectivas resistências elétricas, R A e RB que justifica a diferença de dimensionamento dos disjuntores, é mais próxima de: a) 0,3. b) 0,6. c) 0,8. d) 1,7. e) 3,0.

31. (Enem 2010) Observe a tabela seguinte. Ela traz especificações técnicas constantes no manual de instruções fornecido pelo fabricante de uma torneira elétrica. Especificações Técnicas Modelo

Torneira

Tensão Nominal (volts) Potência Nominal

127

220

(Frio)

Desligado

(Morno)

2 800

3 200

2 800

3200

(Quente)

4 500

5 500

4 500

5500

Corrente Nominal (Ampères)

35,4

43,3

20,4

25,0

Fiação Mínima (Até 30m)

6 mm2

10 mm2

4 mm2

4 mm2

Fiação Mínima (Acima 30 m)

10 mm2

16 mm2

6 mm2

6 mm2

Disjuntor (Ampère)

40

50

25

30

(Watts)

Disponível em: http://www.cardeal.com.br.manualprod/Manuais/Torneira%20 Suprema/”Manual…Torneira…Suprema…roo.pdf

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Considerando que o modelo de maior potência da versão 220 V da torneira suprema foi inadvertidamente conectada a uma rede com tensão nominal de 127 V, e que o aparelho está configurado para trabalhar em sua máxima potência. Qual o valor aproximado da potência ao ligar a torneira? a) 1.830 W b) 2.800 W c) 3.200 W d) 4.030 W e) 5.500 W

32. (Enem 2010) Todo carro possui uma caixa de fusíveis, que são utilizados para proteção dos circuitos elétricos. Os fusíveis são constituídos de um material de baixo ponto de fusão, como o estanho, por exemplo, e se fundem quando percorridos por uma corrente elétrica igual ou maior do que aquela que são capazes de ar. O quadro a seguir mostra uma série de fusíveis e os valores de corrente por eles ados. Fusível

Corrente Elétrica (A)

Azul

1,5

Amarelo

2,5

Laranja

5,0

Preto

7,5

Vermelh o

10,0

Um farol usa uma lâmpada de gás halogênio de 55 W de potência que opera com 36 V. Os dois faróis são ligados separadamente, com um fusível para cada um, mas, após um mau funcionamento, o motorista ou a conectá-los em paralelo, usando apenas um fusível. Dessa forma, itindo-se que a fiação e a carga dos dois faróis, o menor valor de fusível adequado para proteção desse novo circuito é o a) azul. b) preto. c) laranja. d) amarelo. e) vermelho. 33. (Enem 2009) O manual de instruções de um aparelho de ar-condicionado apresenta a seguinte tabela, com dados técnicos para diversos modelos:

Capacidade de refrigeração kW/(BTU/h)

Potência (W)

3,52/(12.000) 5,42/(18.000) 5,42/(18.000) 6,45/(22.000) 6,45/(22.000)

1.193 1.790 1.790 2.188 2.188

Corrente elétrica ciclo frio (A) 5,8 8,7 8,7 10,2 10,2

Eficiência energética COP (W/W)

Vazão de ar (m3/h)

Frequência (Hz)

2,95 2,95 2,95 2,95 2,95

550 800 800 960 960

60 60 60 60 60

Considere-se que um auditório possua capacidade para 40 pessoas, cada uma produzindo uma quantidade média de calor, e que praticamente todo o calor que flui para fora do auditório o faz por meio dos aparelhos de ar-condicionado.

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Nessa situação, entre as informações listadas, aquelas essenciais para se determinar quantos e/ou quais aparelhos de ar-condicionado são precisos para manter, com lotação máxima, a temperatura interna do auditório agradável e constante, bem como determinar a espessura da fiação do circuito elétrico para a ligação desses aparelhos, são a) vazão de ar e potência. b) vazão de ar e corrente elétrica - ciclo frio. c) eficiência energética e potência. d) capacidade de refrigeração e frequência. e) capacidade de refrigeração e corrente elétrica – ciclo frio. 34. (Enem 2009) Considere a seguinte situação hipotética: ao preparar o palco para a apresentação de uma peça de teatro, o iluminador deveria colocar três atores sob luzes que tinham igual brilho e os demais, sob luzes de menor brilho. O iluminador determinou, então, aos técnicos, que instalassem no palco oito lâmpadas incandescentes com a mesma especificação (L1 a L8), interligadas em um circuito com uma bateria, conforme mostra a figura.

Nessa situação, quais são as três lâmpadas que acendem com o mesmo brilho por apresentarem igual valor de corrente fluindo nelas, sob as quais devem se posicionar os três atores? a) L1, L2 e L3. b) L2, L3 e L4. c) L2, L5 e L7. d) L4, L5 e L6. e) L4, L7 e L8. 35. (Enem cancelado 2009) Uma estudante que ingressou na universidade e, pela primeira vez, está morando longe da sua família, recebe a sua primeira conta de luz: Medidor Número 7131312

Consumidor 951672

Consumo Leitur a 7295

kWh 260

Leitura Di a 31

Có d

Emissão

21

01/04/2009

Mê s 03

Id. Bancária Banc o 222

Consumo dos últimos 12 meses em kWh

Agênci a 999-7

Município S. José das Moças Descrição

253 Mar/08

278 Jun/08

272 Set/08

265 Dez/08

247 Abr/08

280 Jul/08

270 Out/08

266 Jan/09

255 Mai/08

275 Ago/08

260 Nov/08

268 Fev/09

Base de Cálculo ICMS

Alíquota

Valor

Total

R$ 130,00

25%

R$ 32,50

R$ 162,50

Fornecimento ICMS

Se essa estudante comprar um secador de cabelos que consome 1000 W de potência e considerando que ela e suas 3 amigas utilizem esse aparelho por 15 minutos cada uma durante 20 dias no mês, o acréscimo em reais na sua conta mensal será de a) R$ 10,00. b) R$ 12,50. c) R$ 13,00. d) R$ 13,50. e) R$ 14,00.

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Gabarito: Resposta da questão 1: [C] Usando a primeira Lei de Ohm, obtemos a resistência equivalente do circuito: U 24 V U  Req  i  Req   Req   Req  4,8 Ω i 5A Observando o circuito temos em série os resistores R e de 5 Ω e em paralelo com o resistor de 8 Ω. Assim, 1 1 1 1 1 1       Req 8 Ω R  5 Ω 4,8 Ω 8 Ω R  5 Ω

8 Ω  4,8 Ω 1 3,2 Ω 1     2 4,8 Ω  8 Ω R  5 Ω R5 Ω 38,4 Ω  R  5 Ω  12 Ω  R  7 Ω 

Resposta da questão 2: [A] O esquema mostra o circuito e as distribuições de tensão corrente.

Os dois ramos do circuito estão em paralelo. No ramo inferior a resistência é metade da do ramo superior, logo a corrente é o dobro. Assim:

i12  i 3  I  i  2i  2

 i

2 A. 3

i12  i 

2 A 3

i3  2i 

4 A 3

Os resistores de resistência R1 e R2 têm resistências iguais e estão ligados em série. Então estão sujeitos à mesma tensão,

U2  U1  6 V. Assim, a potência dissipada em R2 é: 2 P2  U2 i12  6   P2  4 W. 3 Resposta da questão 3: [B] Calculando a resistência equivalente do circuito, temos que:

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Re q  1   2 / /2 / /2  Re q  1 

2 5  Re q  Ω 3 3

Desta forma, é possível calcular a corrente que circula no circuito. E 5 i  Re q 5 3 i3A Analisando a fonte de tensão e o primeiro resistor como sendo um gerador, temos que: VAB  E  R  i

VAB  5  1 3 VAB  2 V Resposta da questão 4: [C] Para calcular a potência do aquecedor, é preciso descobrir qual a resistência do mesmo. É preciso notar que diversos resistores não estão funcionando de fato, restando somente os resistores conforme figura abaixo.

Como podemos ver, todos os resistores (12 no total) estão ligados em série, e cada um deles tem o valor de 1Ω. Assim, Re q  12 Ω Desta forma, a potência fornecida pelo aquecedor é de:

P

U2 1202   P  1200 W Re q 12

Agora é preciso descobrir quanto de energia é necessária para aquecer a quantidade de água dada no enunciado, de forma a se ter uma variação de temperatura de 36F. Para tal, utiliza-se a equação do calor sensível: Q  m  c  ΔT Onde, m é a massa de água, c é o calor específico da água e ΔT a variação de temperatura em Celsius. Assim, a massa é dada por: m  Vt  dH O 2

m   30  50  80   1 m  120000 g E a variação de temperatura em Celsius é: ΔTc ΔTf  5 9 5  36 ΔTc  9 ΔTc  20 C Logo,

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Q  120000  1 20 Q  2,4  106 cal ou





Q  2,4  106  4,2  Q  10080000 J Logo, a energia necessária é de 10080000 Joules para aquecer a água de forma a variar a temperatura conforme pedido no enunciado. Assim, utilizando o valor de potência calculado, podemos precisar o tempo necessário para aquecer a água conforme pedido no enunciado. E  Pt

10080000  1200  t t  8400 s ou t 2,33 horas Resposta da questão 5: [A] Como a diferença de potencial (U) é a mesma nos três casos, a potência pode ser calculada pela expressão:

P

U2 . R

Assim, a conexão de menor resistência equivalente é a que dissipa a maior potência: Como:

PMQ  PQ  PM  RMQ  RQ  RM. A figura ilustra essas conexões:

Resposta da questão 6: [E] Para o circuito em paralelo, as tensões são iguais para as duas lâmpadas, podendo calcular as intensidades das correntes para cada uma: P P  Ui  i  U 40 W i1   0,36 A 110 V

i2 

100 W  0,91 A 110 V

Logo, podemos afirmar que a lâmpada 1 em relação à 2 tem a potência menor, a ddp é a mesma e a potência dissipada é menor como informa os dados de cada uma. Resposta da questão 7: [E] Calculando a resistência equivalente para cada circuito, teremos circuitos equivalentes se as resistências equivalentes forem iguais.

19

Para o circuito (I): 1 1 1 1 R     Req  Req R R R 3 Para o circuito (II): 1 1 1 1 1 1 2R       Req  Req R  R R Req 2R R 3 Para o circuito (III): R Req  3 Para o circuito (IV), temos uma associação em paralelo e série: R 3R Req   R  Req  2 2 Para o circuito (V): 1 1 1 1 2 1 R       Req  Req R / 2 R Req R R 3 Logo, os circuitos que apresentam as mesmas resistências equivalentes são: (I), (II) e (V). Resposta da questão 8: [C] A resistência equivalente do cubo está esquematizada na figura planificada abaixo:

Como os resistores são iguais entre si, temos uma simetria indicada pelos pontos coloridos. Em relação ao vértice A, os pontos vermelhos possuem a mesma queda de tensão, portanto são idênticos. Da mesma forma em relação ao vértice B, os pontos azuis também são os mesmos. Assim o resistor equivalente será:

20

Req 

R R R 5R 5  60 Ω    Req   Req   50 Ω 3 6 3 6 6

Usando a primeira lei de Ohm: 220 V U  R i  i   i  4,4 A 50 Ω Resposta da questão 9: [A] Através da Primeira Lei de Ohm, calculamos a resistência equivalente do circuito: U  R i U 12 V Req    12 Ω i 1A Fazendo um circuito equivalente, começando pelas duas resistências de 20 Ω em paralelo:

Rpar 

20 Ω  10 Ω 2

Agora temos duas resistências de 10 Ω em série

Rsérie  10 Ω  10 Ω  20 Ω E finalmente encontramos o valor de R fazendo um paralelo com a resistência de 20 Ω, sabendo que ao final a resistência equivalente do circuito tem que resultar em 12 Ω :

1 1 1   12 Ω R 20 Ω 1 1 1 20  12 8     R 12 Ω 20 Ω 240 240 R  30 Ω Resposta da questão 10: [C] Não é necessário cálculo algum para se chegar à resposta, pois a diferença de potencial nas lâmpadas 3 e 4 é 6 V; nas lâmpadas 1 e 2 a diferença de potencial é 12 V. Portanto, a corrente e a potência nas lâmpadas 1 e 2 são maiores que nas lâmpadas 3 e 4. Mas, mostremos os cálculos: Calculando a resistência de cada lâmpada:

R

U2 122   R  9,6 Ω. P 15

Calculando as potências e as correntes: U 12   1,25 A. i1  i2   R 9,6 Lâmpadas 1 e 2:  P  P  15 W. 2  1

U 12  i3  i4  2 R  19,2  0,625 A.  Lâmpadas 3 e 4:  2 U  36 2   3,75 W. P1  P2  R 9,6 

 i2  i3 .

 

21

Resposta da questão 11: [D] O circuito elétrico com menor consumo de energia será aquele que possui menor potência, menor intensidade da corrente elétrica e maior resistência elétrica. O circuito em série (alternativa [D]) nos fornece mais resistência à agem da corrente elétrica e, portanto, terá menor consumo de energia elétrica entre os outros circuitos que apresentam ligações em paralelo ou mistas. Resposta da questão 12: [A] As tomadas de uma residência devem ser ligadas em paralelo para que os aparelhos possam funcionar independentemente e para que se possa aplicar a tensão adequada a cada eletrodoméstico. Resposta da questão 13: [B] Dados: VA  20 V; VB  10 V; R1  2 kΩ; R2  8 kΩ; R3  5 kΩ. Como os resistores estão em série, a resistência equivalente entre A e B é:

Req  R1  R2  R3  2  8  5  Req  15 kΩ  15  103 Ω. Como VB > VA, o sentido da corrente é de B para A e tem intensidade:

VB  VA  Req i  10   20   15  103 i  30  15  103 i 

i  2 103 A. Entre a e A:

Va  VA  R1 i  Va   20   2  103  2  10 3  Va  4  20  Va  16 V. Entre b e a:

Vb  Va  R2 i  Vb   16   8  103  2  10 3  Vb  16  16  Vb  0 V. Resposta da questão 14: [A] [I] Incorreta. A potência fornecida pela bateria aumenta, pois há mais uma lâmpada "puxando" corrente dessa bateria. [II] Correta. As lâmpadas estão ligadas em paralelo, sendo a mesma ddp em todas. [III] Incorreta. As correntes que percorrem as lâmpadas acesas não se alteram. Quando se liga mais uma lâmpada, aumenta apenas a corrente total fornecida pela bateria. Resposta da questão 15: [C] O brilho de uma lâmpada depende da sua potência. A lâmpada de maior potência apresenta brilho mais intenso. Com a chave na posição A, as lâmpadas 1 e 3 ficam ligadas em paralelo e a lâmpada 2 não acende; sendo R a resistência de cada R lâmpada, a resistência equivalente é R A  . 2 A potência dissipada na lâmpada 1 (P1A ) é metade da potência dissipada na associação (PA ). Se a tensão fornecida pelo gerador é U, temos:

22

U2 U2 2U2   PA  . RA R R 2 P U2  A  P1 A  . 2 R

PA  P1 A

Com a chave na posição B, as lâmpadas 1 e 3 continuam em paralelo e em série com a lâmpada 2. A resistência equivalente (RB ), a corrente total (I), a corrente na lâmpada 1 (i1B ) e a potência dissipada na lâmpada 1 (P1B ) são:

R 3R  RB  2  R  RB  2 .  I  U  2 U .  3R 3R  2  i  I  U .  1B 2 3 R   U2 U2 2 P  R i  R  P  . 1 1B  1B 9R 9 R2  Assim:

R A  RB



P1A  P1B .

Assim, a lâmpada 1 brilhará mais quando a chave estiver em A. Resposta da questão 16: [B] Quando usamos um “Tê” para ligar dois ou mais aparelhos, estamos fazendo ligações em paralelo. Isso aumenta a corrente fornecida pela fonte (no caso, a tomada) e essa sobrecarga de corrente provoca sobreaquecimento na fiação, aumentando o risco de incêndio. Resposta da questão 17: [A] Como as lâmpadas são idênticas, se ligadas em série, dividirão igualmente a tensão da fonte, ficando corretamente ligadas, 110 V em cada uma. Para que a perda seja a menor possível, o fios devem ser os de maior espessura, pois têm menor resistência. Resposta da questão 18: [E] Para ficarem sob mesma ddp, os três dispositivos deve ser associados em paralelo. Porém, a chave deve ligar e desligar apenas a lâmpada, devendo estar em série apenas com esta. Resposta da questão 19: [C] Supondo que a bateria seja ideal e forneça ao circuito tensão U, sendo R a resistência de cada lâmpada, para as resistências equivalentes e as potências, têm-se: Rab  R  Chave aberta:  U2 . Pab  X   R

23

2R  R 2R  Rfec  2R  R  Rfec  3 .  Chave fechada:  U2 3U2 Pfec   . 2R 2R  3  Fazendo a razão entre as potências:

Pfec 3U2 R   X 2R U2



Pab 

3 X. 2

Resposta da questão 20: [D] Supondo que a resistência da lâmpada permaneça constante, tem-se: U - Da 1ª Lei de Ohm: U  Ri  i  . Se a tensão de operação é metade da nominal, a corrente de operação é menor, também igual R à metade da nominal.

U2 . Se a tensão de operação é metade da nominal a potência de operação é 1 4 da potência nominal R (menos que a metade) e a lâmpada irá brilhar mais fracamente. - Quanto à potência: P 

Resposta da questão 21: [E] Aplicando a 2ª lei de Ohm: ρ L 17  0,5 R   R  170 Ω. A 0,05 Resposta da questão 22: [E] Os três dispositivos estão ligados em paralelo, submetidos à ddp U  12V. Calculando a corrente total máxima (I):  U 12 No resistor: U  R iR  iR  R  12  iR  1 A.  PL 6    iL  0,5 A.  I  1,2 i R  i L  i A   Na lâmpada: PL  U i L  iL  U 12  No alto-falante: i A  1 A.  

I  1,2 1  0,5  1 

I  3 A.

Resposta da questão 23: [E] Das expressões da potência elétrica e da segunda lei de Ohm:

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U2 P R

R220  220   R220 R110 R110  110  ρ L220 ρ L110 L L  4  220  4  110 . A 220 A110 A 220 A110

 P220  P110

R220  4  R110



 220 2  110 2





2



(I)  A 220  A110  L220  4  L110  Se  A110 II  L220  L110  A 220  4  Nas opções mostradas, somente há a hipótese (II). Resposta da questão 24: [D] O circuito está representado abaixo.

Considerando o voltímetro ideal, temos:  10   470  100  UR i  10   470  120   1   VA  VB  470  57   V  V  470  1 C  A 59



10 1  A. 570 57 10 1 i2  i2   A. 590 59 i1  i1 

1   VA  VB  470  57   V  V  470  1 C  A 59

 VB  VC 

470 470   0,28 V  59 57

VB  VC  0,3 V.

Resposta da questão 25: [D] Quando se fecha a chave, surge um campo elétrico ao longo de todo o fio, fazendo com que as cargas comecem a se deslocar, formando a corrente elétrica. Resposta da questão 26: [E] O voltímetro deve ser ligado em paralelo com o trecho de circuito onde se quer medir a tensão elétrica, ou seja, entre os terminais fase e neutro.

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O amperímetro para medir a corrente total deve ser instalado no terminal fase ou no terminal neutro. O outro amperímetro para medir a corrente na lâmpada deve ser ligado em série com ela. Resposta da questão 27: [A] Esse é o símbolo para fio terra. O fio terra é um dispositivo para evitar choques elétricos quando se toca no aparelho. Resposta da questão 28: [E] O único circuito que fecha tanto para a posição I como para a posição II é o circuito da alternativa [E]. Resposta da questão 29: [C] O amperímetro deve ser ligado em série com a lâmpada e o voltímetro em paralelo. Resposta da questão 30: [A] Dados: P = 4.400 W; UA = 127 V; UB = 220 V; IA = 50 A; IB = 30 A. Como a potência é a mesma nos dois casos, temos:  U2A PA  2 RA U2A UB2 R A  UA     P  P        A B 2 R A RB RB  UB  P  UB  B R B 

RA 2   0,58  RB





R A  127   RB  220 

2



RA  0,3. RB

220  3. Isso simplifica bastante os cálculos envolvendo tensões de 127 220 V e 127 V, como no caso dessa questão, conforme ilustrado abaixo: OBS: sabe-se da eletrodinâmica e do eletromagnetismo que

 U2A P   A RA   2 P  UB  B R B  RA  1    RB  3 

  PA  PB

2





U2A UB2  R A RB



R A  UA    RB  UB 

2



R A  127   RB  220 

2



RA 1   0,3. RB 3

Resposta da questão 31: [A] De acordo com a tabela dada, o modelo de potência máxima para a tensão U = 220 V, tem potência nominal P = 5.500 W. Supondo que a resistência permaneça constante, a potência de operação para a tensão U’ = 120 V é P’. Assim podemos escrever: U2 P (I) R U'2 P'  (II) R

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Dividindo membro a membro as expressões acima, (II) ÷ (I), vem:

P'  U'  P' U'2 R     P R U2 P  U  P’ = 1.833 W.

2

2



P'  127    P’ = 5.500 (0,33)  5.500  220 

Resposta da questão 32: [C] Dados: P = 55 W; U = 36 V. Calculando a corrente em cada farol: P 55 P = Ui  i = A.  U 36 Quando eles são ligados a um mesmo fusível, a corrente é o dobro. 55 110 I = 2i = 2  I = 3,05 A.  36 36 Para aguentar essa corrente, o menor valor de fusível deve ser 5 A, ou seja, o laranja. Resposta da questão 33: [E] Para se determinar quantos aparelhos são necessários, deve-se conhecer a capacidade de refrigeração do modelo a ser instalado. Quanto mais aparelhos são instalados, maior a corrente “puxada” da rede, necessitando de fios de diâmetro cada vez maior. Para tal, é necessário determinar a intensidade da corrente elétrica de alimentação dos aparelhos. Resposta da questão 34: [B] Inicialmente, modifiquemos o circuito para melhor visualização.

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Como as lâmpadas são idênticas, todas têm mesma resistência R. O esquema acima mostra a resistência equivalente entre as lâmpadas 2R em série, entre os pontos C e D e entre os pontos B’ e D’. A resistência equivalente entre os pontos C e D é RCD   R , e entre os 2 pontos B’ e D’ é 2 R. Analisemos a próxima simplificação:

A corrente total (I), ao chegar no ponto B, dividi-se, indo metade para cada para cada um dos ramos BD e B’D’ ( i 

I ), pois nos dois 2

ramos a resistência é 2 R. Assim, as TRÊS lâmpadas percorridas por correntes iguais são L2, L3 e L4. Comentários: 1) As lâmpadas L5, L6, L7 e L8 também são percorridas por correntes de mesma intensidade, resultante da divisão de i em partes iguais i (iCD = ) , porque os dois ramos entre C e D também apresentam mesma resistência, 2 R. Porém, essas quatro lâmpadas brilham 2 menos. 2) Vejamos um trecho do enunciado: “...o iluminador deveria colocar três atores sob luzes que tinham igual brilho e os demais, sob luzes de menor brilho...” Notamos que a lâmpada L1 é percorrida pela corrente total (I). Assim, o ator mais bem iluminado é aquele que estiver sob essa lâmpada, o que mostra um descuido do examinador na elaboração da questão. Resposta da questão 35: [B] Analisando essa “Conta de Luz”, notamos que foram consumidos 260 kWh, importando na quantia paga de R$ 162,50. O preço (p) do kWh é então: 162,50  p = R$ 0,625. 260 A potência do secador é: P = 1.000 W = 1 kW.

p=

O tempo mensal de uso do secador pela estudante e suas 3 amigas (4 pessoas) é: t = 20(4)(15) = 1.200 min = 20 h. A energia elétrica consumida mensalmente é: E = P t = 1(20) = 20 kWh. Esse consumo resulta num custo adicional de: C = 20 (0,625)  C = R$ 12,50.

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